油田(tian)污水(shui)回注(zhu)是合(he)理開(kai)發和(he)利用(yong)水資(zi)源、節(jie)能環(huan)保的(de)有效(xiao)途徑(jing)。污水(shui)回注(zhu)量是(shi)否合(he)适關(guan)系到(dao)地層(ceng)結構(gou)的優(you)化，油(you)層壓(ya)力的(de)恢複(fu)和保(bao)持，直(zhi)接影(ying)響油(you)田采(cai)收率(lü)，因此(ci) 污水(shui)流量(liang)計 的(de)準确(que)性十(shi)分重(zhong)要。油(you)田現(xian)場污(wu)水流(liu)量計(ji)拆卸(xie)較困(kun)難，往(wang)往又(you)沒有(you)備用(yong)流量(liang)計，因(yin)此現(xian)場通(tong)常采(cai)用超(chao)聲波(bo)流量(liang)計 在(zai)線校(xiao)準法(fa)。近幾(ji)年随(sui)着油(you)田對(dui)污水(shui)計量(liang)的重(zhong)視，超(chao)聲波(bo)流量(liang)計現(xian)場校(xiao)準方(fang)法得(de)到了(le)廣泛(fan)應用(yong)，同時(shi)也暴(bao)露了(le)該流(liu)量計(ji)準确(que)性不(bu)高的(de)問題(ti)。本文(wen)結合(he)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)原理(li)和現(xian)場應(ying)用經(jing)驗，通(tong)過現(xian)場試(shi)驗和(he)數據(ju)分析(xi)對超(chao)聲流(liu)量計(ji)在污(wu)水流(liu)量計(ji)校準(zhun)中的(de)适應(ying)性進(jin)行了(le)讨論(lun)。
1 超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)原理(li) 超聲(sheng)流量(liang)計在(zai)污水(shui)流量(liang)計校(xiao)準中(zhong)适應(ying)性的(de)讨論(lun)
常用(yong)的超(chao)聲波(bo)流量(liang)計有(you)2種原(yuan)理：時(shi)差法(fa)和多(duo)普勒(le)法。
1.1 時(shi)差法(fa)原理(li)
   超聲(sheng)波信(xin)号在(zai)流體(ti)中，順(shun)流時(shi)信号(hao)傳播(bo)速度(du)快，傳(chuan)播時(shi)間短(duan)；逆流(liu)時信(xin)号傳(chuan)播速(su)度慢(man)，傳播(bo)時間(jian)長，利(li)用超(chao)聲波(bo)信号(hao)在流(liu)體中(zhong)順逆(ni)流方(fang)向聲(sheng)波信(xin)号傳(chuan)播時(shi)間存(cun)在差(cha)值，即(ji)時差(cha)，可以(yi)計算(suan)出流(liu)體流(liu)量。時(shi)差法(fa)較适(shi)于測(ce)量純(chun)淨液(ye)體，有(you)較多(duo)氣泡(pao)的液(ye)體或(huo)懸浮(fu)物會(hui)阻礙(ai)聲脈(mo)沖正(zheng)常傳(chuan)播，導(dao)緻不(bu)能正(zheng)常測(ce)量。
1.2 多(duo)普勒(le)法原(yuan)理
   超(chao)聲波(bo)信号(hao)在傳(chuan)播路(lu)徑上(shang)遇到(dao)微小(xiao)浮遊(you)物（懸(xuan)浮物(wu)質或(huo)微小(xiao)氣泡(pao)）而被(bei)散射(she)，超聲(sheng)接收(shou)器能(neng)夠接(jie)收散(san)射後(hou)的超(chao)聲波(bo)信号(hao)。發射(she)信号(hao)頻率(lü)受多(duo)普勒(le)效應(ying)的影(ying)響後(hou)變爲(wei)不同(tong)的接(jie)收信(xin)号頻(pin)率，2個(ge)頻率(lü)之差(cha)與流(liu)體流(liu)速有(you)确定(ding)的數(shu)量關(guan)系，由(you)此可(ke)以計(ji)算出(chu)流體(ti)流量(liang)。多普(pu)勒法(fa)流量(liang)計不(bu)能測(ce)量清(qing)潔的(de)流體(ti)，僅能(neng)測量(liang)約50mg/L以(yi)上濁(zhuo)度的(de)流體(ti)。同時(shi)多普(pu)勒法(fa)測量(liang)精度(du)低于(yu)時差(cha)法，一(yi)般爲(wei)2.0級，即(ji)2%滿量(liang)程誤(wu)差（2%F.S.）。
2 超(chao)聲波(bo)流量(liang)計使(shi)用注(zhu)意事(shi)項
   近(jin)幾年(nian)，随着(zhe)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)在污(wu)水流(liu)量計(ji)在線(xian)校準(zhun)中的(de)應用(yong)越來(lai)越普(pu)遍，流(liu)量計(ji)準确(que)性不(bu)高的(de)問題(ti)也逐(zhu)漸暴(bao)露出(chu)來，原(yuan)因主(zhu)要是(shi)操作(zuo)不規(gui)範和(he)流量(liang)計自(zi)身問(wen)題。
2.1 操(cao)作不(bu)規範(fan)
   管道(dao)方面(mian)，技術(shu)人員(yuan)經常(chang)不按(an)照标(biao)準操(cao)作規(gui)程進(jin)行操(cao)作，例(li)如未(wei)準确(que)測量(liang)管道(dao)外徑(jing)、周長(zhang)、壁厚(hou)、接觸(chu)溫度(du)等，這(zhe)些參(can)數都(dou)會對(dui)超聲(sheng)流量(liang)計的(de)原始(shi)數據(ju)修正(zheng)産生(sheng)重要(yao)影響(xiang)。
   安裝(zhuang)方式(shi)方面(mian)，技術(shu)人員(yuan)經常(chang)不按(an)照管(guan)道大(da)小和(he)信号(hao)強度(du)選擇(ze)安裝(zhuang)方式(shi)，往往(wang)選擇(ze)流量(liang)計的(de)默認(ren)雙聲(sheng)程模(mo)式。正(zheng)确的(de)安裝(zhuang)方式(shi)爲：在(zai)大管(guan)道和(he)複雜(za)環境(jing)中應(ying)采用(yong)單聲(sheng)程；在(zai)小管(guan)道和(he)信号(hao)特強(qiang)的情(qing)況下(xia)選擇(ze)多聲(sheng)程。
   安(an)裝位(wei)置方(fang)面，技(ji)術人(ren)員往(wang)往随(sui)意放(fang)置超(chao)聲探(tan)頭，且(qie)不确(que)認管(guan)道污(wu)水是(shi)否滿(man)管這(zhe)一重(zhong)要的(de)測量(liang)條件(jian)。正确(que)的安(an)裝位(wei)置爲(wei)：應選(xuan)擇管(guan)道的(de)水平(ping)中間(jian)位置(zhi)放置(zhi)探頭(tou)；隻有(you)在管(guan)道滿(man)管的(de)條件(jian)下才(cai)能進(jin)行準(zhun)确測(ce)量，流(liu)體向(xiang)上流(liu)的垂(chui)直管(guan)道能(neng)保證(zheng)滿管(guan)流。
   除(chu)此以(yi)外，現(xian)場的(de)管道(dao)内襯(chen)的種(zhong)類和(he)厚度(du)等重(zhong)要參(can)數往(wang)往很(hen)難獲(huo)得，這(zhe)些也(ye)嚴重(zhong)影響(xiang)了流(liu)量計(ji)的準(zhun)确性(xing)。
2.2 超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)自身(shen)問題(ti)
   首先(xian)是時(shi)差法(fa)和多(duo)普勒(le)法流(liu)量計(ji)的選(xuan)用。時(shi)差法(fa)流量(liang)計适(shi)用于(yu)純淨(jing)液體(ti)的計(ji)量，準(zhun)确度(du)優于(yu)±1.0%；多普(pu)勒法(fa)流量(liang)計适(shi)用于(yu)濁度(du)50mg/L以上(shang)的流(liu)體。因(yin)此，2種(zhong)原理(li)的流(liu)量計(ji)在污(wu)水流(liu)量計(ji)校準(zhun)時的(de)選用(yong)非常(chang)重要(yao)。一般(ban)情況(kuang)下，管(guan)道中(zhong)污水(shui)較幹(gan)淨時(shi)，可選(xuan)用時(shi)差法(fa)；當污(wu)水較(jiao)渾濁(zhuo)時，應(ying)選用(yong)多普(pu)勒法(fa)。但是(shi)污水(shui)幹淨(jing)還是(shi)渾濁(zhuo)在現(xian)場很(hen)難被(bei)定量(liang)界定(ding)，因此(ci)選用(yong)這2種(zhong)原理(li)的流(liu)量計(ji)沒有(you)通用(yong)方法(fa)可遵(zun)循，導(dao)緻流(liu)量計(ji)自身(shen)計量(liang)不準(zhun)确，更(geng)談不(bu)上校(xiao)準污(wu)水流(liu)量計(ji)了。
   其(qi)次超(chao)聲波(bo)接收(shou)也存(cun)在缺(que)陷。超(chao)聲波(bo)由于(yu)是通(tong)過在(zai)管道(dao)中發(fa)射和(he)接收(shou)超聲(sheng)信号(hao)來測(ce)量流(liu)體流(liu)量的(de)，所以(yi)管道(dao)材質(zhi)對超(chao)聲的(de)折射(she)、流體(ti)中雜(za)質對(dui)超聲(sheng)的反(fan)射和(he)散射(she)、流體(ti)中随(sui)機存(cun)在的(de)氣泡(pao)和雜(za)質的(de)含量(liang)高低(di)都會(hui)對測(ce)量産(chan)生不(bu)穩定(ding)的影(ying)響。油(you)田污(wu)水中(zhong)含有(you)不少(shao)的原(yuan)油、砂(sha)礫、氣(qi)泡、化(hua)學藥(yao)劑等(deng)，管道(dao)内環(huan)境十(shi)分複(fu)雜和(he)多變(bian)，嚴重(zhong)影響(xiang)了測(ce)量的(de)精度(du)。
   針對(dui)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)在污(wu)水流(liu)量計(ji)在線(xian)校準(zhun)中準(zhun)确性(xing)不高(gao)的問(wen)題。在(zai)近一(yi)年的(de)的時(shi)間裏(li)，使用(yong)26台檢(jian)定合(he)格的(de)污水(shui)流量(liang)計作(zuo)爲參(can)考流(liu)量計(ji)，對4台(tai)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)進行(hang)了現(xian)場在(zai)線校(xiao)準，通(tong)過大(da)量的(de)試驗(yan)和數(shu)據分(fen)析，讨(tao)論超(chao)聲波(bo)流量(liang)計在(zai)污水(shui)流量(liang)計校(xiao)準中(zhong)的作(zuo)用。
3.1 流(liu)量計(ji)的選(xuan)擇
   爲(wei)了使(shi)試驗(yan)具有(you)代表(biao)性， 便(bian)攜式(shi)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji) 選用(yong)某國(guo)外知(zhi)名廠(chang)商的(de)時差(cha)式A型(xing)、多普(pu)勒B型(xing)，國内(nei)知名(ming)廠商(shang)的時(shi)差式(shi)C型、多(duo)普勒(le)D型各(ge)1台，均(jun)檢定(ding)合格(ge)且在(zai)檢定(ding)周期(qi)内。26台(tai)污水(shui)流量(liang)計爲(wei)檢定(ding)合格(ge)後第(di)1次使(shi)用的(de)，且在(zai)檢定(ding)周期(qi)内。
3.2 試(shi)驗注(zhu)意事(shi)項
   本(ben)試驗(yan)嚴格(ge)遵循(xun)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)附帶(dai)的使(shi)用說(shuo)明及(ji)本文(wen)中第(di)3章提(ti)到的(de)注意(yi)事項(xiang)。試驗(yan)中流(liu)量計(ji)安裝(zhuang)的管(guan)道的(de)直管(guan)段符(fu)合“前(qian)十後(hou)五”的(de)規定(ding)。試驗(yan)中所(suo)選安(an)裝流(liu)量計(ji)的管(guan)道爲(wei)近1年(nian)内的(de)新管(guan)道，盡(jin)量避(bi)免因(yin)管道(dao)内壁(bi)腐蝕(shi)導緻(zhi)超聲(sheng)信号(hao)接收(shou)質量(liang)不高(gao)的問(wen)題。
3.3 試(shi)驗内(nei)容
   首(shou)先将(jiang)污水(shui)流量(liang)計分(fen)别安(an)裝到(dao)污水(shui)管線(xian)中，然(ran)後将(jiang)污水(shui)流量(liang)計作(zuo)爲參(can)考流(liu)量計(ji)與便(bian)攜式(shi)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)進行(hang)數據(ju)比對(dui)，比對(dui)内容(rong)爲60min内(nei)的累(lei)積流(liu)量。
爲(wei)了分(fen)析時(shi)差法(fa)和多(duo)普勒(le)法流(liu)量計(ji)在不(bu)同渾(hun)濁程(cheng)度的(de)污水(shui)中的(de)計量(liang)準确(que)性，試(shi)驗中(zhong)在數(shu)據比(bi)對的(de)同時(shi)進行(hang)同管(guan)道的(de)污水(shui)采樣(yang)，采樣(yang)周期(qi)爲5min，試(shi)驗結(jie)束後(hou)将12次(ci)水樣(yang)放入(ru)樣品(pin)桶後(hou)攪拌(ban)均勻(yun)，由光(guang)學濁(zhuo)度計(ji)測試(shi)污水(shui)濁度(du)，本試(shi)驗設(she)定濁(zhuo)度小(xiao)于50mg/L的(de)爲一(yi)般水(shui)質；濁(zhuo)度≥50mg/L的(de)爲較(jiao)差水(shui)質。
   試(shi)驗數(shu)據見(jian)表1，其(qi)中流(liu)量表(biao)示污(wu)水流(liu)量計(ji)60min内的(de)累計(ji)流量(liang)；A、B、C、D分别(bie)爲4個(ge)型号(hao)的超(chao)聲波(bo)流量(liang)計在(zai)60min内的(de)累計(ji)流量(liang)；排名(ming)爲與(yu)同一(yi)台污(wu)水流(liu)量計(ji)比對(dui)的4台(tai)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)的誤(wu)差按(an)從小(xiao)到大(da)的順(shun)序。
表(biao)1中，“——”表(biao)示超(chao)聲波(bo)流量(liang)計因(yin)接收(shou)信号(hao)差而(er)不顯(xian)示累(lei)計流(liu)量，誤(wu)差>20%的(de)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)累計(ji)流量(liang)表示(shi)因接(jie)收信(xin)号質(zhi)量差(cha)導緻(zhi)的儀(yi)器測(ce)量錯(cuo)誤。對(dui)表1中(zhong)的數(shu)據進(jin)行分(fen)類處(chu)理，以(yi)便得(de)到一(yi)般和(he)較差(cha)水質(zhi)2種情(qing)況時(shi)4台流(liu)量計(ji)的誤(wu)差統(tong)計。表(biao)2和表(biao)3分别(bie)爲爲(wei)一般(ban)和較(jiao)差水(shui)質時(shi)的流(liu)量計(ji)誤差(cha)統計(ji)。
表1 超(chao)聲流(liu)量計(ji)與污(wu)水流(liu)量計(ji)試驗(yan)比對(dui)數據(ju)

   從表(biao)2和表(biao)3發現(xian)，試驗(yan)中水(shui)質一(yi)般（濁(zhuo)度<50mg/L）的(de)情況(kuang)下，時(shi)差法(fa)流量(liang)計的(de)有效(xiao)數據(ju)（誤差(cha)<20%）爲13個(ge)，占總(zong)試驗(yan)數據(ju)（32個）的(de)40.63%；不顯(xian)示的(de)情況(kuang)有4個(ge)，占總(zong)試驗(yan)數據(ju)（32個）12.5%的(de)。水質(zhi)較差(cha)（濁度(du)≥50mg/L）的情(qing)況下(xia)，多普(pu)勒法(fa)流量(liang)計的(de)有效(xiao)數據(ju)（誤差(cha)<20%）爲4個(ge)，占總(zong)試驗(yan)數據(ju)（32個）的(de)12.5%；該類(lei)型流(liu)量計(ji)不存(cun)在不(bu)顯示(shi)的情(qing)況。
當(dang)管徑(jing)較大(da)時（流(liu)速>300m3/h），在(zai)2種水(shui)質情(qing)況下(xia)，流量(liang)計僅(jin)有1次(ci)有效(xiao)測得(de)數據(ju)，占此(ci)情況(kuang)下實(shi)驗數(shu)據（20個(ge)）的5%。
同(tong)時，表(biao)2和表(biao)3也驗(yan)證了(le)時差(cha)法流(liu)量計(ji)僅适(shi)合測(ce)量較(jiao)純淨(jing)的流(liu)體，而(er)多普(pu)勒法(fa)流量(liang)計僅(jin)适合(he)測量(liang)渾濁(zhuo)（濁度(du)≥50mg/L）的流(liu)體。
表(biao)2 一般(ban)水質(zhi)時流(liu)量計(ji)誤差(cha)統計(ji)

表3 較(jiao)差水(shui)質時(shi)流量(liang)計誤(wu)差統(tong)計

3.4 試(shi)驗結(jie)論及(ji)建議(yi)
通過(guo)本試(shi)驗的(de)數據(ju)分析(xi)，得出(chu)結論(lun)：
1）2種原(yuan)理的(de)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)均不(bu)适用(yong)于在(zai)線校(xiao)準污(wu)水流(liu)量計(ji)。因管(guan)線中(zhong)情況(kuang)複雜(za)，雜質(zhi)和氣(qi)泡儀(yi)表在(zai)流量(liang)計測(ce)量區(qu)域内(nei)随機(ji)出現(xian)，時差(cha)法流(liu)量計(ji)在一(yi)般水(shui)質中(zhong)的有(you)效數(shu)據（誤(wu)差<20%）僅(jin)占40.63%，多(duo)普勒(le)法流(liu)量計(ji)在較(jiao)差水(shui)質中(zhong)的的(de)有效(xiao)數據(ju)（誤差(cha)<20%）僅占(zhan)12.5%，遠遠(yuan)低于(yu)國家(jia)标準(zhun)。
2）大管(guan)徑污(wu)水管(guan)線因(yin)流體(ti)複雜(za)不适(shi)合采(cai)用非(fei)接觸(chu)式流(liu)量計(ji)測量(liang)。大管(guan)徑中(zhong)污水(shui)分層(ceng)流動(dong)，且雜(za)質和(he)氣泡(pao)在儀(yi)表測(ce)量區(qu)域内(nei)随機(ji)出現(xian)，明顯(xian)增大(da)了測(ce)量誤(wu)差的(de)概率(lü)。
   建議(yi)油田(tian)的污(wu)水流(liu)量計(ji)在條(tiao)件允(yun)許的(de)情況(kuang)下還(hai)是需(xu)要送(song)到實(shi)驗室(shi)進行(hang)檢定(ding)。

以上(shang)内容(rong)來源(yuan)于網(wang)絡，如(ru)有侵(qin)權請(qing)聯系(xi)即删(shan)除!